Bisher mussten die Fertigungsstraßen für jede PKW-Variante umgebaut werden. Dadurch entstanden häufig Produktionsunterbrechungen. Um diese zu vermeiden, hat ein Hersteller jetzt den Karosserie-Rohbau in seinem Werk umstrukturiert und eine vollflexible Anlage für die Fertigung der Zukunft entwickelt. Ein Bestandteil des innovativen Karosserie-Rohbau-Konzepts ist das eigens für den Auto-Hersteller konzipierte neue Positionierungssystem AFP (Actuator Flexible Position) von Leantechnik. Den Auftrag erhielten die Oberhausener, weil sie seit vielen Jahren als Spezialist für hochpräzise Zahnstangengetriebe und Positionierungssysteme in der Auto-Industrie bekannt sind.
Ein Positionierungssystem für alle Fälle
Ingenieur Mario Dobnik erinnert sich noch genau an die Anfrage: „Es sollten viele verschiedene PKW-Modelle auf einer Linie durchgehend gefertigt werden können.“ Um die komplexen Anforderungen zu erfüllen, entwickelte Leantechnik gemeinsam mit dem Autobauer ein neues modulartiges System. Es besteht aus Achsen, Antrieben und Befestigungsmitteln, die sich nahezu beliebig miteinander kombinieren lassen. Der Anwender erhält auf diese Weise ein ganz individuelles Positionierungssystem, das er völlig flexibel an wechselnde Produktionsbedingungen anpassen kann.
Höchste Präzision selbst bei hohen Geschwindigkeiten und langen Verfahrwegen
Herzstück der AFP-Achsen sind die bewährten lifego linear- Zahnstangengetriebe von Leantechnik, die rotative in lineare Bewegungen umsetzen. Mit einer Hubkraft von bis zu 25.000 N, Hubgeschwindigkeiten von 3 m/s sowie einer Beschleunigung von 50 m/s2 eignen sie sich ideal für Anwendungen wie in der Automobil-Industrie, bei denen Komponenten schnell über größere Entfernungen bewegt werden müssen. Da die Getriebe zudem absolut synchron laufen, ermöglichen sie die präzise Positionierung am Montage-Band. In der hoch automatisierten PKW-Fertigung ist diese Genauigkeit unerlässlich, denn nur bei exakter Anlieferung der Bauteile können die Roboter sie korrekt weiterbearbeiten. Dank der besonderen Konstruktionsweise der Getriebe arbeitet das AFP-System auch bei hohen Geschwindigkeiten und langen Verfahrwegen hochpräzise.
Genauso modular wie die Zahnstangengetriebe und die Achsen des AFP ist auch die Antriebseinheit des Positionierungssystems aufgebaut. Sie setzt sich aus einem bürstenlosen 24-V DC-Servoantrieb mit integriertem Controller, einer Haltebremse, dem Getriebe sowie einer Klemmkupplung zusammen. Der Controller ist frei programmierbar und verfügt über eine CAN Bus-Schnittstelle (CANopen Drives-Profil DSP402). Die Achsen sind als gerade oder winklige Antriebseinheit lieferbar mit Hubgeschwindigkeiten von jeweils 35 bzw. 90 mm/s.
Zahllose Kombinationsmöglichkeiten ermöglichen hohe Flexibilität
Der AFP-Systembaukasten bietet dem Anwender unzählige Möglichkeiten und erlaubt dank seiner Modularität die Fertigung verschiedenster Produktvarianten auf ein und derselben Linie. Unternehmen müssen deshalb künftig nur noch dann mehrere parallele Produktionsstraßen einrichten, wenn sie ihr Produktionsvolumen erhöhen wollen. Sie sparen mit dem neuen Positionierungssystem nicht nur Umrüstzeiten und damit wertvolle Zeit, sondern steigern dank des verringerten Platzbedarfs der Anlagen auch die Flächenproduktivität Ihrer Fertigung um ein Vielfaches. Die AFP-Achsen sind also die ideale Lösung für die hochflexible „Fabrik der Zukunft“.
Jeder Kunde erhält eine speziell für ihn konstruierte Anlage
Die innovativen AFP-Achsen von Leantechnik eignen sich für alle Unternehmen, die eine Vielzahl an Produktvarianten auf einer Produktionslinie fertigen wollen. Dazu gehören neben Fahrzeugherstellern z. B. auch Batterie-Produzenten. Der AFP-Systembaukasten ermöglicht die flexible Positionierung von Haltern, Spannern und Zentrierungen bzw. die flexible Aufnahme von Komponenten unterschiedlichster Art. Das System beinhaltet neben einer Längsachse eine Querachse und eine Hubachse sowie Antriebseinheiten. Jede Achse und jeder Antrieb werden separat definiert und genau nach den Anforderungen des Kunden konfiguriert. Die Längsachse ist dabei in der Standard-Version für Hubwege von 60, 150, 300 und 400 mm ausgelegt. Die Achsen sind ebenfalls mit speziellen Parametern in den Versionen „Light“ und „Single“ verfügbar. Die Querachse für Hübe von 60 mm, 90 mm und 180 mm und die Hubachse für Hübe von 60 mm, 90 mm und 150 mm. AFP-Positionierungssysteme sind als 1-, 2- oder 3-Achs-Anlagen lieferbar und können mit kundenspezifischem Zubehör (Greifersysteme, Schweißroboter, Klebevorrichtungen etc.) ausgestattet werden.
Durch die hochpräzise Verstellung der Achsen können diese auch zum elektronischen Shimen verwendet werden. Dies bedeutet, dass die ursprüngliche Unterlegung mit Shimplatten zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen wegfällt, da dieser Ausgleich mit Hilfe der entsprechenden Software dynamisch eingesteuert werden kann.
Zahnstangengetriebe für verschiedenste Anwendungen
AFP-Achsen sind leantranspo-Anlagen – einsatzbereite Positionierungssysteme, die komplett mit Anbauteilen, Motoren und Stahlbau geliefert werden. Leantechnik fertigt diese Systeme für jeden Kunden individuell unter Verwendung seiner lifego- und lean SL®-Zahnstangengetriebe. Jeder Getriebetyp hat dabei seine ganz spezifischen Eigenschaften: Während die lifego-Getriebe besonders belastbar sind und auch in Anwendungen mit hoher Querkraftaufnahme eingesetzt werden können, sind die lean SL-Getriebe für Einsatzbereiche ausgelegt, in denen einfache synchrone Hubaufgaben ohne Querkraftaufnahme ausgeführt werden müssen. Für Anwendungen mit langen Verfahrwegen wurden die lifego linear-Getriebe konstruiert, Greif- und Zentrierbewegungen lassen sich mit den lifego- und lean SL doppel-Getrieben realisieren. Wird ein möglichst geräuscharmer Betrieb gewünscht, ist auch das kein Problem: Hierfür gibt es die Variante mit Schrägverzahnung, den lifego SVZ. Sowohl die lifego- als auch die lean SL-Getriebe-Serie sind in verschiedenen Ausführungen und Baugrößen erhältlich und lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
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